- Objectif
- - Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.
- Savoir que la masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
- Relation avec les programmes
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Cycle 3 - Programme 2016
- Décrire les états et la constitution de la matière à l'échelle macroscopique.
Déterminer la masse de différents échantillons de matière à l'états solide, liquide et gazeux.
Positionnement de la séquence 4:
Séquence 1: Diversité de la matière
Séquence 2: L'état physique d'un échantillon de matière
Séquence 3: Quelques propriétés de la matière
Séquence 4: La masse
Déroulement des séances
1
Peut-on caractériser un échantillon de matière par sa masse?
Dernière mise à jour le 25 avril 2018
- Discipline / domaine
- Sciences et technologie
- Objectif
- - Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.
- Savoir que la masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
- Durée
- 60 minutes (3 phases)
- Matériel
- Différents objets et des balances.
Choisir un lot d’objets de matière différente, (verre, plastique, acier, liège, polystyrène, bois …). Prévoir des objets ayant le même volume et en matériaux différents et des objets de volumes différents dans un même matériau.
Exemples :
• billes d’acier, billes de verre, billes de polystyrène, billes de bois, boules en acier (boules de pétanque), en plastique (boule de pétanque vidée de son eau), boules en polystyrène, boules en liège … ;
• objets en forme de cubes, de plaques, de cylindres ;
• échantillons « plats » (= de faible épaisseur) de même taille (papier, carton, tissus, films plastiques, plaque de métal…).
1. Déclencher l'intérêt, formuler le problème et recueillir les premiers avis
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20 min. | découverte
• Evaluation diagnostique: Inviter les élèves à décrire les objets (forme, volume ...) et le matériau qui les constitue (acier, verre, matière plastique, liège, tissu, papier, carton ...).
• Interroger les élèves sur la comparaison de masse de deux objets de même forme, mais de tailles différentes, constitués du même matériau et faire émerger l’idée que dans ce cas, le plus volumineux est le plus lourd.
• Interroger les élèves sur la comparaison de deux objets de même volume (deux sphères identiques par exemple) mais de matériaux différents et faire émerger que l’on ne peut répondre a priori qui est le plus lourd.
2. Rechercher, observer et expérimenter
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20 min. | recherche
Les élèves, par groupes, formulent des propositions de réponse à la problématique. Chaque groupe dispose d’une balance et peut réaliser toutes pesées nécessaires des objets mis à disposition.
3. Confrontation des résultats et structuration collective
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20 min. | découverte
Ce qu’il faut retenir :
Si deux objets sont constitués de la même matière, celui qui a le volume (la taille) le plus grand a aussi la masse la plus élevée.
On ne peut pas conclure pour deux objets faits de matière différente : la masse de deux objets de même volume faits de matière différente est généralement différente. Par exemple, la masse d’une bille d’acier de 1 cm de rayon est plus lourde qu’une bille en bois de même rayon.
Si deux objets de même volume (« de même taille ») ont des masses différentes, alors ils sont faits de matières différentes.
2
Comparer les masses d’un litre de différents liquides.
Dernière mise à jour le 25 avril 2018
- Discipline / domaine
- Sciences et technologie
- Objectif
- - Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.
- Savoir que la masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
- Durée
- 60 minutes (3 phases)
- Matériel
- Selon que l’on centre l’activité sur la mobilisation des compétences de proportionnalité et conversion de volume (possibilité 1) ou sur la réalisation expérimentale (transvaser des liquides, entraînement à la mesure d’un volume précis – possibilité 2), ou si l’on souhaite mettre en place de la différenciation, on choisira la liste de matériel adaptée.
Possibilité 1 : une balance ; une bouteille de 50 cL d’eau et une bouteille de 50 cL d’un autre liquide parmi : sirop (type grenadine), huile, lait ou un seul de ces quatre liquides. On veille à ce que les contenants soient rigoureusement les mêmes.
Possibilité 2 : une balance ; une bouteille d’eau et une bouteille d’un autre liquide parmi : sirop (type grenadine), huile, lait, ou une seule bouteille de l’un de ces quatre liquides ; un récipient gradué de 1 L (de laboratoire ou un verre doseur). On veillera à ce que tous les groupes aient le même récipient gradué.
1. Déclencher l'intérêt, formuler le problème et recueillir les premiers avis
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20 min. | découverte
But: « Déterminer expérimentalement la masse d’un litre du ou des liquides dont dispose le groupe ».
2. Rechercher, observer et expérimenter
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20 min. | recherche
Chaque groupe identifie le protocole à mettre en œuvre et le réalise, selon le matériel à disposition. Les élèves notent dans leur cahier d’expériences le protocole, schématisent les expériences et notent leurs résultats.
ACCOMPAGNEMENT AU RAISONNEMENT (EVENTUELLEMENT DIFFÉRENCIE) PAR LE PROFESSEUR
Pour les groupes ayant déterminé la masse de 50 cL de liquide, il faut accompagner le raisonnement permettant d’en déduire la masse d’un litre de ce même liquide : • la conversion d’unité entre cL et L est mobilisée (programme de mathématique) pour affirmer que 50 cL c’est la moitié d’un litre (2×50=100 ; 100 cL = 1 L) ; • un raisonnement possible : on s’appuie sur l’hypothèse (à expliciter mais non vérifiée ici) d’une proportionnalité entre la masse de l’échantillon et son volume : la masse d’un litre de liquide vaut le double de la masse de 50 cL de ce liquide ; • autre démarche : on pèse deux bouteilles de 50 cL d’un même liquide en même temps, et on lit directement la masse d’un litre de ce liquide.
3. Confrontation des résultats et structuration collective
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20 min. | mise en commun / institutionnalisation
Par groupe, les élèves présentent leur protocole et leurs résultats.
Les résultats peuvent être présentés sous forme de tableau complété collectivement (mobilisation possible de l’outil numérique ; traitement de texte ou tableur).
Ce qu’il faut retenir :
Des volumes identiques de matières liquides différentes n’ont pas la même masse ; à volume égal, tous les liquides n’ont pas la même masse.
Par exemple, un litre d’huile a une masse inférieure à celle d’un litre d’eau ; un litre de sirop de grenadine a une masse supérieure à celle d’un litre d’eau.
3
Déterminer expérimentalement la masse d’un litre d’air.
Dernière mise à jour le 25 avril 2018
- Discipline / domaine
- Sciences et technologie
- Objectif
- - Mettre en œuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière.
- Savoir que la masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
- Durée
- 60 minutes (3 phases)
- Matériel
- Balance (sensibilité 0,1 g), ballon de basket, aiguille creuse pour dégonfler le ballon, pompe pour gonfler le ballon, un tuyau flexible, une bouteille de 1 litre, un grand cristallisoir ou tout autre grand récipient large).
1. Déclencher l'intérêt, formuler le problème et recueillir les premiers avis
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20 min. | découverte
But: Déterminer expérimentalement la masse d’un litre d’air.
2. Rechercher, observer et expérimenter
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20 min. | recherche
Réaliser l'expérience suivante:
https://www.youtube.com/watch?v=sAY4xn1t3y0
3. construction collectif de la trace écrite
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20 min. | découverte
Ce que l’on conclut : un litre d’air a une masse d’environ 1,3 gramme (dans les conditions normales de température et pression).
Ce que l’on retient : on peut déterminer expérimentalement la masse d’un litre d’air.
Compléter la fiche synthèse "Matière et Matériaux": coller la partie 4 "La masse" sur la feuille sysnthèse
4
Evaluation
Dernière mise à jour le 25 avril 2018
- Discipline / domaine
- Sciences et technologie
- Objectif
- - Décrire les états et la constitution de la matière à l'échelle macroscopique.
- Durée
- 5 minutes (1 phase)
- Matériel
- 1 poste informatique par élève
1. Evaluation des 4 premières séquences
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5 min. | évaluation
Effectuer une évaluation de 5 min juste avant de débuter la séquence 5.
Le lien de l'évaluation est:
https://learningapps.org/display?v=pjxcvek1318
téléchargements
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